По данным Bloomberg, в январе 2021 года произошла последняя из серии промахов в европейской энергосистеме: внезапное падение частоты и едва удалось избежать широкомасштабного отключения электроэнергии. Растущая зависимость от возобновляемых источников энергии, хотя она и необходима для снижения выбросов CO2, также приводит к колебаниям в энергоснабжении. Здесь Юрген Реш, менеджер по энергетике и инфраструктуре компании COPA-DATA, специализирующейся на программном обеспечении для мониторинга и контроля, исследует, почему стабильная интеграция возобновляемых энергосетей имеет решающее значение для Европы.
Можно увидеть будущее, в котором почти вся электроэнергия Европы будет производиться из экологически чистых источников энергии. Однако огромное количество возобновляемых источников энергии — ветра, волн и солнца — создает проблемы интеграции из-за непредсказуемой природы климата.
Возобновляемые источники энергии должны быть быстро интегрированы в энергосистему и должны оставаться в пределах существующей кабельной, линейной и трансформаторной инфраструктуры. В большинстве стран Европы эта инфраструктура уже хорошо развита. Альтернативой может стать то, что операторы понесут дополнительные расходы, заплатив за дорогостоящее усиление или даже построив новые линии электропередачи. Часто это просто неосуществимо.
Энергосистемы Европы не готовы к колебаниям энергоснабжения, связанным с возобновляемыми источниками энергии, что, если не учитывать их должным образом, дестабилизирует энергосистему и в худшем случае приводит к полному коллапсу энергоснабжения.
Колеблющееся энергоснабжение
Поставка возобновляемой энергии зависит от погоды. Ветровые турбины вращаются только тогда, когда дует ветер, а солнечные фотоэлектрические (PV) могут генерировать электроэнергию только тогда, когда светит солнце.
Однако прогнозы ветра становятся все более точными. Теперь можно предсказать ветровую ситуацию на 12–24 часа вперед. Таким образом, хотя колебания энергии по-прежнему являются проблемой, операторы знают, когда должен дуть ветер, что дает им возможность планировать и принимать контрмеры.
С другой стороны, планирование использования солнечных фотоэлектрических систем не так просто. Предсказать образование локальных облаков в настоящее время невозможно, хотя системы хранения могут помочь избежать коротких перебоев в поставках из-за непредвиденных облаков над солнечной фотоэлектрической электростанцией.
При этом производители инверторов и ветряных турбин разработали новые функции для поддержки частоты сети. Генераторы на угольных электростанциях обладают инерцией из-за вращающихся генераторов, которые могут смягчать внезапные изменения нагрузки. Эта инерция также может быть искусственно создана преобразователями.
Эта синтетическая инерция является последним шагом в давней технологической тенденции, но есть сомнения в том, поддерживает ли она массовый рост ветровой энергетики. Тем не менее, это помогло превратить возобновляемые источники энергии из потенциального обязательства по обеспечению стабильности энергосистемы в ее существенный вклад.
Программное обеспечение для стабильности
Этих новых функций недостаточно, поскольку 8 января 2021 года европейская сеть разделилась на две части из-за срабатывания защиты от перегрузки по току в Хорватии. Сеть, которая обычно соединяет Лиссабон со Стамбулом, с трудом могла поддерживать ту же частоту из-за разделения на юго-востоке и северо-западе. Хотя этот сбой не был напрямую связан с возобновляемыми источниками энергии, эти события могут стать более частыми при более высокой интеграции возобновляемых источников энергии.
Однако из этого инцидента мы можем узнать, что подобных сомнений не будет, если установлено программное обеспечение для сбора промышленных данных.
Системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и программное обеспечение для мониторинга энергопотребления уже используются для визуального отображения количества энергии на объекте по производству энергии. Однако редко бывает так, чтобы связь между всеми частями энергосистемы была бесперебойной — от объектов возобновляемой генерации до сети и подключенных к ней подстанций.
Взаимосвязь этих активов имеет очевидные преимущества. Например, энергосистема недостаточного размера с большим количеством возобновляемых источников энергии нуждается в возможности контролировать возобновляемые источники энергии и их выходную мощность.
Иногда возникает необходимость снизить или даже прекратить выработку электроэнергии на конкретной ветряной электростанции или солнечной фотоэлектрической электростанции. Однако это должно быть сделано справедливым образом, чтобы производители энергии не подвергались дискриминации, а программное обеспечение обеспечивало баланс ограничивающих факторов, чтобы помочь распределять спрос между различными генерирующими активами.
zenon COPA-DATA предоставляет необходимые интерфейсы, функции управления и возможности обзора для достижения прозрачности по всей сети. Как независимая платформа, zenon может быть развернут практически на любом стандарте связи и объединить множество данных в одном месте. Программное обеспечение может способствовать на небольших участках обеспечению стабильности европейской сети, обеспечивая функцию управления электропитанием, которая помогает поддерживать активы в рабочих пределах.
Это не только обеспечивает ситуационную осведомленность для пользователей, работающих с частями энергосистемы, но и позволяет выявлять неисправности и предотвращать возможные аварии в европейской сети. В конце концов, стабильная интеграция возобновляемых источников энергии в Европе имеет решающее значение, но растущая зависимость от возобновляемых источников энергии должна сопровождаться надежным программным обеспечением для автоматизации, обеспечивающим стабильность сети.
PlatoAi. Web3 в новом свете. Интеллектуальные данные усилены.
Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную пробную версию.
Источник: https://envirotecmagazine.com/2021/06/24/keeping-the-lights-on-ensuring-flexibility-and-stability-in-the-european-grid/
